1860. gadā Džozefs Svons izgudroja kvēlspuldzes prototipu - pusvakuuma oglekļa stieples lampu. Lai apgaismotu tumšo nakti, elektriskās gaismas gaismas ķermenis kļuva par oglekļa šķiedru.
Agrīnā oglekļa šķiedra nebija pamanāma, tā bija izgatavota no dabīgām šķiedrām, ar mazu strukturālo izturību, no tās izgatavoto pavedienu kvalitāte bija slikta, tie lietošanas laikā viegli plīsa, un to izturība bija tālu no ideālas, tāpēc tos ātri aizstāja volframa pavedieni. Tā rezultātā oglekļa šķiedras pētījumi ir nonākuši miera periodā.
20. gs. piecdesmitajos gados aviācijas un kosmosa nozarē pieauga pieprasījums pēc augstas temperatūras, korozijizturīgiem un augstas stiprības materiāliem, un cilvēki atkal cerēja uz karbīdiem. Pēc virknes pētījumu beidzot tika atrasts materiāls ar kušanas temperatūru 3600 ℃, un tas tika oficiāli nosaukts par "oglekļa šķiedru".
Oglekļa šķiedras labākās īpašības ir viegls svars, augsta izturība, augsta īpatnējā izturība un īpatnējais modulis, tās blīvums ir mazāks par 1/4 no tērauda blīvuma, stiepes izturība ir aptuveni 10 reizes lielāka nekā dzelzs, un stiepes izturības modulis ir aptuveni 7 reizes lielāks nekā dzelzs. Turklāt oglekļa šķiedrai ir dažādas izcilas īpašības, piemēram, izturība pret nogurumu, nerūsēšana, ķīmiskā stabilitāte un laba termiskā stabilitāte.
Aviācijas dzinēju jomā oglekļa šķiedra galvenokārt tiek kombinēta ar sveķiem, metālu, keramiku un citiem substrātiem pastiprinātas pamatnes veidā, un šo kombināciju sauc par ar oglekļa šķiedru pastiprinātiem kompozītmateriāliem (CFRP), kas labi darbojas svara samazināšanas un efektivitātes ziņā, samazinot troksni un emisijas, uzlabojot materiāla izturību un degvielas ekonomiju.
Kompozītmateriāli pakāpeniski tiek izmantoti arī aviācijas dzinēju augstas temperatūras komponentos, piemēram, GEnx mainīgā pārplūdes vārsta (VBV) katetrā, kas izgatavots no ar oglekļa šķiedru pastiprinātas dubultmaleīnskābes amīda (BMI) un kura svars ir tikai 3,6 kg uz vienu katetru. Arī Krievijas SaM146 dzinēja jauktās plūsmas sprauslā (MFN) tiek izmantotas ar oglekļa šķiedru pastiprinātas BMI detaļas, kas ir aptuveni par 20 kilogramiem vieglākas nekā metāls.
Nākotnē, vēl vairāk uzlabojot oglekļa šķiedru kompozītmateriālu izturību un stingrību, oglekļa šķiedru kompozītmateriālu pielietojums aviācijas dzinējos kļūs populārs: uzlabos CFRTP termiskās saraušanās plastiskā procesa veidošanos, uzlabos oglekļa procesu, veidojot CFRC oglekļa/oglekļa kompozītmateriālus, uzlabos CFRM metāla procesa veidošanos, uzlabos gumijas procesa veidošanos CFRR ...... Jebkurā gadījumā oglekļa šķiedru kompozītmateriāli būs būtisks materiāls nākotnes augstas veiktspējas aviācijas dzinējiem.
Publicēšanas laiks: 2019. gada 9. aprīlis